RFEM 5 Version 5

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6.3 Linienlasten

Allgemeine Beschreibung

Linienlasten sind Kräfte und Momente, die an Linien (siehe Kapitel 4.2) wirken.

Die Voraussetzung für eine Linienlast ist, dass bereits eine Linie definiert ist.

Linienlasten und Stablasten sind sehr ähnlich. Den Linienlasten fehlen jedoch die Möglichkeiten, für die Materialdaten benötigt werden (z. B. Temperaturlasten, Längenänderung).

Da ein Stab die Eigenschaft einer Linie ist, können Linienlasten auch auf Stäbe wirken. Die Voraussetzung ist allerdings, dass diese Linie auch zu einer Fläche gehört. Stäbe in reinen Stabmodellen können somit nicht mit Linienlasten beaufschlagt werden.

Bild 6.20 Dialog Neue Linienlast
Bild 6.21 Tabelle 3.3 Linienlasten

Die Nummer der Linienlast wird im Dialog Neue Linienlast automatisch vergeben, kann dort jedoch geändert werden. Die Reihenfolge der Nummerierung spielt keine Rolle.

Beziehen auf

Es ist festzulegen, auf welche Objekte die Linienlast wirken soll. Folgende Möglichkeiten stehen zur Auswahl:

Linien

Die Last wirkt auf eine Linie oder jeweils einzeln auf mehrere Linien.

Linienliste

Die Last wirkt auf die Gesamtheit der Linien, die in einer Liste festzulegen sind. Bei trapezförmigen Linienlasten werden so die Lastparameter nicht auf jede Linie einzeln angesetzt, sondern als Gesamtlast auf alle Linien der Linienliste (vgl. Bild 6.17).

An Linien Nr.

Im Eingabefeld sind die Nummern der Linien anzugeben, an denen die Last wirkt. Die Auswahl kann mit auch grafisch erfolgen.

Wenn die grafische Eingabe über die Schaltfläche gewählt wurde, sind zunächst die Lastdaten einzugeben. Nach [OK] können die relevanten Linien nacheinander im Arbeitsfenster angeklickt werden.

Lastart

In diesem Abschnitt wird festgelegt, um welchen Lasttyp es sich handelt. Je nach Auswahl werden bestimmte Bereiche des Dialogs bzw. Spalten der Tabelle deaktiviert. Folgende Lastarten stehen zur Auswahl:

Tabelle 6.4 Lastarten
Lastart Kurzbeschreibung

Kraft

Einzel-, Strecken-, Trapezlast oder veränderliche Last

Moment

Einzel-, Strecken- oder Trapezmoment

Lastverlauf

Der Abschnitt Lastverlauf bietet diverse Möglichkeiten, die Wirkung der Last abzubilden. Zur Veranschaulichung ist die Grafik rechts im Dialog hilfreich. Mit der Schaltfläche in der unteren Grafik kann die Last im Rendering dargestellt werden.

Tabelle 6.5 Lastverläufe
Lastverlauf Kurzbeschreibung

Punktuell

Einzellast, Einzelmoment oder Mehrfach-Einzellasten bzw. -momente

Konstant

Gleichstreckenlast, Gleichstreckenmoment

Trapezförmig

Trapezlast, Trapezmoment

Viereckförmig

Dreieck-Trapezlast, Dreieck-Trapezmoment

Parabolisch

Parabellast, Parabelmoment

Veränderlich

Polygonförmige Streckenlast
Es öffnet sich der im Bild 6.18 dargestellte Dialog, in dem die Parameter des Lastverlaufs eingetragen werden können.

Die Lastverläufe entsprechen weitgehend denen der Stablasten. In Tabelle 6.2 sind die Diagramme ausführlich beschrieben.

Lastrichtung

Die Last kann in Richtung der globalen Achsen X, Y, Z oder der lokalen Linienachsen x, y, z wirksam sein. Für die Berechnung nach Theorie I. Ordnung spielt es keine Rolle, ob eine Last lokal oder gleichwertig global definiert wird. Bei geometrisch nichtlinearen Berechnungen jedoch sind Unterschiede zwischen lokal und global definierten Lasten möglich: Wird die Last mit globaler Wirkungsrichtung definiert, so behält sie diese Richtung bei, wenn sich die finiten Elemente verdrehen. Bei lokaler Wirkungsrichtung jedoch verdreht sich die Last auf der Linie entsprechend der Verdrehung der Elemente.

Lokal

Die Orientierung der Linienachsen ist im Bild 4.102 dargestellt. Die lokale Achse x stellt die Längsachse der Linie dar. Die Achse z ist in der Regel parallel zur globalen Achse Z ausgerichtet.

Global

Wirkt die Last in Richtung einer Achse des globalen XYZ-Koordinatensystems, braucht die Lage der lokalen Linienachsen für die Eingabe nicht beachtet werden.

Die Wirkung der Last kann auf unterschiedliche Eintragslängen bezogen werden:

  • Bezogen auf wahre Linienlänge
  • Der Lasteintrag wird auf die gesamte, wahre Linienlänge bezogen.
  • Bezogen auf projizierte Linienlänge in X / Y / Z
  • Die Eintragslänge der Last wird auf die Projektion der Linie in eine der Richtungen des globalen Koordinatensystems umgerechnet. Die Projektionslängen werden in der Dialoggrafik rechts veranschaulicht.
Linienlast-Parameter

In diesem Abschnitt bzw. diesen Spalten werden die Lastgrößen und eventuell zusätzliche Parameter verwaltet. Die Eingabefelder sind in Abhängigkeit von den vorher aktivierten Auswahlfeldern zugänglich und entsprechend beschriftet.

Last P / p / p2 / M / m / m2

In diesen Feldern sind die Lastgrößen einzutragen. Die Vorzeichen sind mit den globalen bzw. lokalen Achsenorientierungen abzugleichen. Bei einer trapezförmigen Last müssen zwei Lastwerte angegeben werden. Die Grafik rechts oben im Dialog veranschaulicht die Lastparameter.

Abstand A / B

Bei punktuellen Lasten und Trapezlasten sind in diesen Eingabefeldern die Abstände vom Linienanfang anzugeben. Die Abstände können auch relativ zur Linienlänge festgelegt werden, indem das Kontrollfeld rechts Abstand in % aktiviert wird (siehe unten).

Die Grafik rechts oben im Dialog und die Schaltfläche in der unteren Grafik sind hilfreich bei der Eingabe der Parameter.

Relativer Abstand in %

Ist dieses Kontrollfeld aktiviert, können die Abstände von punktuellen oder veränderlichen Lasten relativ zur Linienlänge definiert werden. Anderenfalls stellen die Angaben in den oben beschriebenen Abstand-Eingabefeldern absolute Strecken dar.

Über gesamte Länge

Das Kontrollfeld kann nur bei trapezförmigen Lasten aktiviert werden. Es bewirkt, dass die linear veränderliche Last von Linienanfang bis Linienende angeordnet wird. Die Eingabefelder Linienlast-Parameter A / B sind bedeutungslos und deshalb unzugänglich.

Linienlast in Flächenlast umwandeln
Linienlast-Kontextmenü

Oft führen Linienlasten zu Singularitäten, da die Last konzentriert in einer Linie eingeleitet wird. Um diesen Effekt abzumindern, kann im Menü Extras die Option Knoten-/Linienlast in Flächenlast umwandeln verwendet werden. Diese Option ist für gerade Linien nutzbar. Der Dialog zum Konvertieren einer Linienlast ist auch über das links dargestellte Kontextmenü einer Linie zugänglich. Es wird wie üblich durch Rechtsklicken des Objekts aktiviert.

Bild 6.22 Dialog Linienlast in Flächenlast umwandeln

Im Dialog sind die Parameter zur Aufteilung der Last festzulegen.

Nach [OK] wird die entsprechende freie Rechteck- bzw. Polygonlast erzeugt.